绝对零度能将光也冻住吗？若能，是冻成一根棍子还是一道波浪呢？

美国的“龙飞船”搭载着四名“游客”远赴空间站准备开始旅游，这算是商业航空时代的首创了，可见，以后可能人人都有机会去太空中看看。

搭乘龙飞船返回地球的4名宇航员

肯定有人想去宇宙中的“极地”观光一下，体验一下那里有多寒冷，那么你知道宇宙中最冷的地方在哪里吗？正是距离地球5000光年的旋镖星云，那里的温度大约为零下272℃。

这一数值已经非常接近绝对零度了。那么，绝对零度是多少度？还有比它更低的温度吗？现实世界中是否存在绝对零度？低温世界中会出现哪些奇观？

宇宙中最寒冷之地——旋镖星云

既然绝对零度这么强悍，那是否说明它能把光也冻住？如果能的话，是冻成一根棍子还是一道波浪？

绝对零度的百年探索

人类作为一种对于温度感知非常敏感的生物，非常关注每天温度的变化。当我们对温度有了进一步的探索后却发现了这样一个惊人的事实，即宇宙中的高温可以达到几亿甚至能够把这个“亿”再加上次方，可是低温就只能达到零下273.15℃。这种巨大的差异使得许多人很不解，接下来就详细聊聊这到底是怎么回事。

绝对零度大约在零下273.15℃

绝对零度的具体数值就是大约零下273.15℃，它是热力学当中的最低温度，也被称为0K。当我们回顾绝对零度的探索历史时就会发现，从19世纪开始就有许多的科学家在研究它，直到现在，绝对零度依旧是研究领域中的“大热门”。

开尔文温度和摄氏温度对照示意图

许多人看到这里可能会说，这都研究了几百年了，总该有定论了吧？很遗憾，咱们在上文中提到的零下273.15℃只是科学家预估的一个数值，纵使经历了这么多年的研究，我们依旧没有达到真正的“绝对零度”，所做的一切只不过是为了不断地接近它。

为什么绝对零度的数值和宇宙高温极限的数值差异如此巨大？我们有机会得到绝对零度吗？

激烈运动的太阳

要解答这两个问题还要从温度本身来说起，温度与原子的运动息息相关。咱们常说“动若脱兔，静若处子”，用这两个词来分别形容原子在不同温度下的状态再合适不过了。

粒子运动越快，温度就越高

需要注意的是，这里“动”的程度是有很大空间的，而动得越快就会让温度变得越高。至于“静”的下限就很低了，只能趋近于0也就是完全静止，可是想让原子完全静止是不可能做到的事情。举个例子，气体的体积会随着温度的降低而缩小，那么当温度到达绝对零度时，气体体积就成0了。

原子结构模型

所以根据温度和原子之间的关系，就能得出“绝对零度”只能存在于理论之中，现实中想要得到这个温度是不可能的，当下所做的所有实验都是为了逼近这个数值，毕竟这也是一种进步。

既然绝对零度这么强悍，不论什么东西在它这里都有被“冻结”的可能，那么如果这时我们让“光”申请出战，会看到什么样的结果呢？光是会被冻成一根棍子还是一道波浪？

“寒夜光柱”

它能冻住光吗？

首先咱们需要明确一点，就是绝对零度目前来说是无法达到的，所以这个实验只能是设想。从现实的层面来说的话，绝对零度是冻不住光的，为什么这么说呢？

分子运动速率与温度

因为在上文中咱们说了温度的高低与其中原子的状态有着密切的关系，所以绝对零度的原子按理来说是处在“绝对静止”状态的。这时如果有光介入，那么光当中的原子就会打破这个静止状态，简单来说，光带来了运动的原子，这些运动原子会打破静止状态，使其升温，这时就不再是绝对零度了。

美丽的光晕

而当我们只是基于理论猜想的时候，倒是可以想象一下被誉为“宇宙中跑得最快”的光，当被“定身”时会展现出怎样的形态。如果让大家来猜想，你是更支持光变成“棍子”形态还是变成“波浪”形态呢？

先来聊聊棍子形态的设想是怎么来的吧，有这种认知主要是基于几何光学，在中学物理课的时候，老师最常说的一句话就是“光是以直线传播的”。因此，许多人就觉得这样射出来的光，如果被绝对零度冻住，那也一定会成为一根笔直的“棍子”。

光的传播

那么如果是波浪形态呢？这就是从光的“波动说”出发了，最早提出光是粒子的牛顿用相关的实验证明了自己的看法。可是后来惠更斯在和牛顿探讨了之后，认为光应该是“波动”的，并且很快展开了新的实验。

在光的“波动说”当中，认为光从本质上来说是一种“机械波”，所以大家觉得光会变成一道波浪大抵就是认为这种说法更可信。值得一提的是，如果按照光波动的传播理论来说，被冻住的可能不止是“一道波浪”而是“几道波浪”。

金色粒子光线

此外，对于光到底是什么，爱因斯坦对粒子和波这两种颇有争议的观点进行了融合，提出光具有波粒二象性。确实，其实在长达百年的争论之中，这两个观点都不能完全证明对方是错的，不如就“取其精华去其糟粕”然后再巧妙融合，就能得出一个正确的理论。

光其本质是一种处于特定频段的光子流

以上，咱们探讨了大众对于光的不同认知是导致其“形态”发生变化的主要原因。当然，这一切都是在理论当中实现的，如果真想在现实中做这项实验是没有办法的。第一是绝对零度无法达到，第二就是即使达到，光的介入也会打破这一“极限”。这样的话，实验就没有意义了。

光的色散

但这并不妨碍咱们大开脑洞，相信除了棍子和波浪以外，还有人想象到的是其他的形状。实际上，科学家在探索绝对零度的时候，发现在“超低温世界”当中真的存在了许多的奇观，比如你看不见的气体，在低温之下都会变成“神奇的流体”。

超低温世界下的奇观

气体算是存在于生活中，却鲜少被人注意到的东西了。就像空气，我们知道它必不可缺，可是却描述不出它是什么“模样”，只知道它在我们身边形影不离。

空气会变成浅蓝色的液体

可是当科学家进行绝对零度的实验时就发现，超低温能够让这些看不见的气体纷纷“显形”，颇有一种“照妖镜”的意味。以咱们的空气为例，当温度达到零下190多摄氏度时，空气就会变成浅蓝色的液体。更神奇的是，如果这时你折下一支鲜花放入液态空气中，就能让它变成一支“玻璃花”，质地变得嘎嘣脆。

“易碎”的花

当然，如果继续降温，气体的形态就会再次变化。如果以氧气为例，在温度接近绝对零度的时候，氧气会变得像“颗粒”一样，并且颜色也变成了白色。

这些气体的变化，已经让人感到非常神奇了。那么，接下来咱们再来说说在超低温环境下，千奇百变的金属。

温度计里面的水银也将不会流动

温度计里面的水银如果遇见了低温，那么它将不再流动，而是变得异常坚硬。所以从这一点就能看出，如果你想用生活中常见的“水银温度计”去测试超低温的温度，那大概是不太行的。

低温环境下，物品更易碎

而在现实世界中表现得非常强悍的钢，在低温环境下却变得脆弱。简单来说，人们在现实世界中怎么摔家中的不锈钢器具都很难将其摔碎，顶多让它的外形“凹凸不平”。但是如果是在超低温的环境下，不锈钢制品就和陶瓷碗一样，甚至更夸张，不用摔，轻轻一碰就变得“稀碎”。

可见，人们对于绝对零度的探索过程中发现了不少神奇的事情，这也算是收获了。并且随着科技的进步，我们对于零下273.15℃这个数值也越来越近，只要差距不断在缩小，就证明研究是有意义的。期待未来科学家能在实验过程中，进一步靠近“绝对零度”，带我们一睹低温世界的奇异景象！#金猫榜

关键词： 绝对零度 无法达到 静止状态

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